шлакообразование в доменной печи и свойства доменных шлаков
В шлак идет главным образом пустая порода железорудного сырья, а так же оксиды, которые полностью не востан-ся(Si.Al.Mg) Основные пар-ры дом. шлака: -движение газа; -шлакообразование; -восстановление Выход шлака примерно 300-400 кг/т чугуна СаО/ SiO2< 1 – кислые – длинные СаО/ SiO2> 1 – основные - короткие Шлакообразование в доменной печи. Помимо гугуна, в доменной печи образуется шлак, в который переходят невосстановившиеся окислы элементов, т.е. СаО, MgO, Al2O3, SiO2 и небольшое количество MnO и FeO. Сначала образуется первичный шлак, в котором содержится повышенное количество MnO и FeO.
По мере опускания и нагрева первичного шлака изменяются его состав и количество. В нем растворяются все большие количества СаО, MgO, Al2O3, SiO2, а содержание MnO и FeO уменьшается вследствие восстановления Fe и Mn и, когда шлак приближается к горну, почти все содержащиеся в шлаке железо и значительное количество марганца успевают восстановиться. Естественно, что при переплавке офлюсованного агломерата процесс шлакообразования облегчается, а MnO и FeO принимают в нем незначительное участие. На горизонте фурм к шлаку присоединяется зола сгоревшего кокса. Сера переходит в шлак постепенно, вступая во взаимодействие с окисью кальция и частично с окисью магния. Окончательно ее содержание в шлаке устанавливается в горне при контакте чугуна со шлаком. От свойств первичного и конечного шлаков зависит ровность схода шихты и содержание серы в чугуне. Конечный шлак на 85 – 95 % состоит из SiO2, Al2O3 и СаО и, кроме того, содержит 2 – 10 % MgO, 0,2 – 0,6 % FeO, 0,3 – 2 % MnO и 1,5 – 2,5 % S в основном в виде СаS. Для оценки свойств шлаков пользуются коэффициентами, показывающими соотношение между главными компонентами шлака. Например, пользуются показателем основности СаО/ SiO2 или (СаО + MgO)/SiO2. Отношение (СаО + MgO)/SiO2 для разных условий плавки колеблется в пределах 1,05 – 1,45. Верхний предел относится к выплавке чугуна на коксе с повышенным содержанием серы. Благоприятное влияние на жидкоподвижность шлака оказывает MgO, поэтому стремятся, чтобы в шлаке было 6 – 10 % MgO. Для оценки качества шлаков большое значение имеют их физические свойства, к числу которых относят вязкость, температуру плавления и энтальпию. Влияние шлакового режима на показатели доменной плавки 1. Количество шлака влияет на расход кокса. 2. Количество шлака влияет на производительность печи. 3. Шлаковый режим влияет на состав чугуна. основность шлака ® Mn, ¯ Si в чугуне. 4. Шлак влияет на движение газа и материала. Лучшая шихта с минимальным интервалом размягчения. 5. Шлаковый режим влияет на тепловой режим. Легкоплавкие шлаки охлаждают горн, а тугоплавкие нагревают. 6. Шлакопереработка. Свойства доменных шлаков 1)Химический состав
2) Основность – отношение содержания основных оксидов к содержанию кислых оксидов, сильно влияет на протекание всех реакций восстановления, на вязкость. Способы выражения основности 3) вязкость – Внутреннее трение, препятствующее течению жидкости, величина обратная текучести. Препятствует перемещению частиц внутри расплава, происходящему от одного центра равновесия к другому. Она дает представление о степени текучести расплава и отражает в определенной мере его внутреннюю структуру. Вязкость существенно понижается с ростом температуры. Для нормальной работы печи вязкость шлака должна составлять 0,3 – 0,8 Па×с. С повышением температуры вязкость уменьшается Мало Al2O3 – высокая вязкость, следовательно нужно добавлять Al 4) Температура Кристализации – существуют диаграммы (знать что шлак не застынет) ????????? (одинаковые или разные вещи??)Температура плавления шлаков. Шлак – многокомпонентная система и процесс перехода из твердого в жидкое состояние у него часто выражается не ярко. Шлак обычно постепенно размягчается, переходя к жидкому состоянию через тестообразное, пластичное. Температуру плавления шлаков, как момент полного исчезновения твердой фазы, т.е. момент перехода из гетерогенного в гомогенное состояние, обычно определяют оптическим способом. За температуру плавления шлака принимают момент его перехода из анизотропного, кристаллического состояния в изотропное, стекловидное. 5) Плавкость(то же, что и энтальпия шлака). Является важной характеристикой главным образом для определения количества тепла, требующегося для образования шлака и уносимого им из печи. Величина энтальпии шлака зависит от температуры, при которой она определяется, и от теплоемкости шлака. Для единицы массы шлака энтальпию определяют из выражения q=C×t, где С – теплоемкость шлака, кДж/(кг×С); t – температура шлака, °С. Эту величину нужно знать, чтобы расчитать расход топлива
|
содержание большого кол-ва FeO в шлаке – не выгодно. Только содержание фосфора и углерода в чугуне не зависит от состава шлака
При выплавке передельных чугунов, основность находится в пределах 0,9-1,2, иногда достигая значений 0,8-1,3. Для более полной десульфурации желательно иметь большую основность, но это приводит к увеличению кол-ва шлака(т.к. требуется большее кол-во известняка), что приводит к увеличению расхода кокса (1кг шлака = 0,2 кг кокса)
